印制電路板制程中在線退錫液回收利用的實(shí)踐

尹張強(qiáng) 楊穎穎 邱成偉 李小海

（惠州中京電子科技有限公司，廣東 惠州 519029）

0 前言

印制電路板生產(chǎn)中，通過(guò)剝錫液循環(huán)再生利用，降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。與直接賣廢剝錫液相比、使用在線剝錫液回收可以給印制電路板廠帶來(lái)明顯的利益增長(zhǎng)。

1 在線剝錫液回收系統(tǒng)

1.1 回收工藝流程

流程見(jiàn)圖1。

圖1 剝錫液回收工藝流程

1.2 回收系統(tǒng)組成

剝錫液回收系統(tǒng)由三部分組成：錫銅提取系統(tǒng)、再生液分離系統(tǒng)、再生液調(diào)配系統(tǒng)。

（1）錫銅提取系統(tǒng)：首先將收集到的廢剝錫液進(jìn)行錫、銅分離。廢液之所以速度和活性下降，是因?yàn)槠渌幰褐械耐鈦?lái)金屬離子的增加，因此將外來(lái)金屬離子與廢液分離為本工藝的重點(diǎn)實(shí)施步驟之一。實(shí)現(xiàn)分離外來(lái)金屬離子，降低其在廢液中的含量，重新提高剝錫液的活性以及溶銅能力是錫銅分離的目的。其步驟包括：錫銅分離劑及廢剝錫液的加入，在反應(yīng)桶中加入錫銅分離劑和廢剝錫液，添加后開(kāi)動(dòng)攪拌（加入分離劑的量一般小于完全反應(yīng)的總量）使其充分反應(yīng)；將反應(yīng)完全的藥液泵入過(guò)濾器或壓濾機(jī)中使其固、液分離，得到降低錫銅離子的再生液，濾出來(lái)的錫泥可以當(dāng)產(chǎn)品銷售或進(jìn)行深加工。

（2）再生液分離系統(tǒng)：將降低錫銅金屬離子的廢液泵入分離缸中，進(jìn)行澄清分離。

（3）再生液調(diào)配系統(tǒng)：澄清后的退錫再生液參數(shù)存在一定的差異（如硝酸濃度、鐵含量等）不能直接用于退錫，需對(duì)其進(jìn)行組份調(diào)節(jié)以保證其退錫效果組分調(diào)節(jié)有：護(hù)銅劑、光亮劑等；參數(shù)調(diào)節(jié)有：酸度，鐵離子濃度等。

1.3 回收系統(tǒng)工作

（1）原有回收處理狀況：剝錫生產(chǎn)線1條，PCB產(chǎn)量40 000 m2/月，剝錫液耗用量25噸/月，剝錫廢液送外協(xié)單位處理。

（2）在線回收系統(tǒng)工作時(shí)，只需在退錫工序的設(shè)備的溢流排出口或排放口接一管道直接將廢液引入再生循環(huán)設(shè)備中，通過(guò)再生系統(tǒng)處理后，經(jīng)過(guò)自動(dòng)添加系統(tǒng)循環(huán)回到退錫工序，整個(gè)系統(tǒng)為無(wú)排放封閉式循環(huán)運(yùn)行。控制再生液參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 再生液工藝參數(shù)

1.4 回收再生技術(shù)特點(diǎn)

（1）循環(huán)再生系統(tǒng)采用無(wú)損分離技術(shù)將退錫液中的錫銅離子分離出來(lái)，分離過(guò)程不破壞退錫液成份。整個(gè)處理過(guò)程沒(méi)有產(chǎn)生有害雜質(zhì)。可以將100%以上的溶液循環(huán)使用，減少了污染物排放，減少了剝錫液原材料（硝酸、硝酸鐵、穩(wěn)定劑等）的消耗。

（2）循環(huán)再生系統(tǒng)采用陶瓷濾芯、棉芯多級(jí)過(guò)濾相結(jié)合的方法，有效解決退錫槽內(nèi)雜質(zhì)累積的技術(shù)難題，確保廢蝕刻液進(jìn)行循環(huán)再生。

1.5 設(shè)施需求

水、電、場(chǎng)地需求見(jiàn)表2，設(shè)備需求見(jiàn)表3。

2 在線回收實(shí)踐

2.1 回收再生工藝原理

退錫廢液回收利用工藝是往退錫廢液中加入沉淀劑、助沉劑和絮凝劑等，使廢液中的金屬離子以沉淀形式存在，經(jīng)過(guò)固液分離裝置將金屬沉淀和上層清液進(jìn)行分離，沉淀可直接賣給冶煉廠冶煉得到單質(zhì)錫，濾液進(jìn)入再生液存儲(chǔ)和調(diào)配模塊，將濾液進(jìn)行成分調(diào)節(jié)，使其各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到生產(chǎn)所需的要求，此時(shí)可以稱為再生子液，通過(guò)比重控制自動(dòng)添加返回至退錫生產(chǎn)線使用，從而實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用及廢液的零排放。

表2 剝錫液循環(huán)再生對(duì)水、電、場(chǎng)地需求

表3 剝錫液循環(huán)再生設(shè)備清單

2.2 回收再生工藝流程

退錫廢液處理工藝主要有以下四個(gè)組成部分：（1）沉淀模塊；（2）固液分離模塊；（3）再生液儲(chǔ)存及調(diào)節(jié)模塊；（4）尾氣及尾液處理模塊。具體流程如圖2。

（1）沉淀模塊：沉淀模塊主要是在退錫廢液中加入沉淀劑和絮凝劑，使廢液中的金屬離子和沉淀劑反應(yīng)生成沉淀。加入的沉淀劑是錫、銅的共沉淀劑，這種方法可以實(shí)現(xiàn)廢液中的錫、鐵、銅的選擇性分離，且沉淀后的上清液基本不改變退錫廢液中有效退錫成分，只需要稍微補(bǔ)充少許成分就能恢復(fù)退錫的效果。

（2）固液分離模塊：經(jīng)過(guò)沉淀模塊處理后的退錫廢液需要經(jīng)過(guò)分離裝置如壓濾機(jī)將金屬沉淀和上層清液進(jìn)行分離，沉淀可直接賣給冶煉廠冶煉得到單質(zhì)錫，濾液進(jìn)入再生液存儲(chǔ)和調(diào)配模塊。

（3）退錫液儲(chǔ)存及成分調(diào)節(jié)模塊：退錫液儲(chǔ)存及成分調(diào)節(jié)模塊，將已沉淀后的低含量金屬離子的退錫廢液進(jìn)行成分調(diào)節(jié)，使其各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到生產(chǎn)所需的要求，此時(shí)可以稱為再生子液，通過(guò)比重控制自動(dòng)添加返回至退錫生產(chǎn)線使用，從而實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用及廢液的零排放。

（4）尾氣及廢液處理模塊：退錫廢液處理工藝整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的酸性廢其氣通過(guò)抽風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)入到尾氣處理裝置中處理達(dá)標(biāo)后排放；整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)作過(guò)程產(chǎn)生的廢水則加入堿性物質(zhì)如生石灰、純堿、片堿等進(jìn)行中和，達(dá)標(biāo)后排放至廢水處理站。

圖2 退錫廢液處理流程

2.3 剝錫工作液和再生子液控制參數(shù)

相應(yīng)參數(shù)見(jiàn)表4、表5。

表4 剝錫工作液參數(shù)

表5 再生子液控制參數(shù)

2.4 操作過(guò)程

（1）開(kāi)機(jī)前檢查中轉(zhuǎn)缸、存儲(chǔ)桶、反應(yīng)桶、化氣塔的液位是否正常；

（2）開(kāi)啟各泵浦進(jìn)出口閥門，檢查各管道是否暢通，各個(gè)連接處是否有漏液等問(wèn)題；

（3）開(kāi)啟各泵浦電源并啟動(dòng)，開(kāi)啟化氣塔風(fēng)機(jī)；

（4）檢查各缸泵浦、風(fēng)機(jī)是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常（要求電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)異響），檢查各缸液位是否正常；

（5）開(kāi)啟反應(yīng)桶內(nèi)攪拌機(jī)并開(kāi)啟曝氣裝置，攪拌30 min后開(kāi)始投加沉淀劑和助沉劑，繼續(xù)攪拌1 h后，加入絮凝劑，再繼續(xù)攪拌30 min，關(guān)閉攪拌機(jī)和曝氣裝置，靜置4～6 h；

（6）開(kāi)啟反應(yīng)桶后的泵浦，將桶內(nèi)上清液收集至濾液收集桶后，再將底層含金屬泥的濁液抽至壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，壓濾后的濾渣進(jìn)行集中收集，濾液則進(jìn)入到濾液收集桶；

（7）開(kāi)啟濾液收集桶后的泵浦，將桶內(nèi)的濾液抽到再生液調(diào)配桶至要求液位，按照化驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)加硝酸、硝酸鐵、銅緩蝕劑等成分調(diào)配成為標(biāo)準(zhǔn)再生添加液，再通過(guò)比重控制回到退錫生產(chǎn)線。

2.5 廢氣、固、液、噪音等排放及處理

反應(yīng)桶在反應(yīng)的過(guò)程，會(huì)有硝酸揮發(fā)現(xiàn)象，可通過(guò)抽風(fēng)收集后進(jìn)入堿液噴淋吸收后達(dá)標(biāo)排放。噴淋塔中的水控制pH值在8～10之內(nèi)，當(dāng)硝酸與堿中和時(shí)，噴淋水的pH值不斷降低，當(dāng)pH值降至8時(shí)，通過(guò)pH自動(dòng)控制添加調(diào)配好的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH到10繼續(xù)吸收處理硝酸，如此循環(huán)工作。尾氣再經(jīng)總廢氣處理中心后達(dá)標(biāo)排放。

廢氣、固、液等排放成分及數(shù)量如表6所示。

表6 剝錫廢棄物處理

表7 退錫生產(chǎn)條件和效果

表8 生產(chǎn)板咬銅量測(cè)試數(shù)據(jù)（單位：μm）

3 在線回收效益

3.1 項(xiàng)目收益計(jì)算

（1）現(xiàn)有模式收益：

32噸×60 kg/噸×145元/kg×0.75（錫泥售價(jià)折扣）＝20.88萬(wàn)元/月（含稅）

（2）原有模式收益：

32噸×60 kg/噸×145元/kg×0.55＝15.31萬(wàn)元/月（含稅）

（3）子液付費(fèi)：32×2200元/噸＝7.04萬(wàn)元/月

（4）維護(hù)成本：5萬(wàn)元/月

增加收益合計(jì)＝現(xiàn)有模式收益－原有模式收益－維護(hù)成本＋子液外購(gòu)費(fèi)用＝（20.88－15.31－5＋7.04）＝7.61萬(wàn)/月＝91.32萬(wàn)/年。

3.2 品質(zhì)確認(rèn)

（1）生產(chǎn)條件和品質(zhì)見(jiàn)表7。

（2）生產(chǎn)板咬銅量測(cè)試。

咬銅量測(cè)試方法：（1）取裸銅板（覆銅板）100 mm×100 mm清潔，150 ℃烘烤15 min；（2）秤試片重量,記錄為W1；（3）按正常工藝進(jìn)行剝錫；（4）150 ℃烘烤15 min；（5）秤試片重量，記錄為W2；（6）計(jì)算，咬銅量（μm）=（W1-W2）×220.19）/39.37。

生產(chǎn)板咬銅量測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表8。

3.3 結(jié)論

（1）通過(guò)使用在線剝錫液回收再用，每年可以獲利91.32萬(wàn)元；

（2）通過(guò)實(shí)際生產(chǎn)品質(zhì)確認(rèn)，使用在線剝錫回收后與原有方式比較，并未對(duì)品質(zhì)造成影響。